کاربون

Carbon,  ₆C

Graphite (left) and diamond (right), the two most well-known allotropes of carbon
Spectral lines of carbon
عمومي خواص
Pronunciation	/ˈkɑrbən/ KAR-bən
Allotropes	graphite, diamond
Appearance	graphite: black diamond: clear
Carbon په دوراني جدول کې
– ↑ C ↓ Si boron ← carbon → nitrogen ‍
اټومي شمیره (Z)	6
گروپ, پیریود	group 14 (carbon group), period 2
بلاک	p-block
Element category	polyatomic nonmetal, sometimes considered a metalloid
معياري اټومي وزن (Ar)	[12.0096, 12.0116] conventional: 12.011
Electron configuration	[He] 2s2 2p2
Electrons per shell	2, 4
فزیکي خواص
حالت (at STP)	جامد
Sublimation point	3915 K ​(3642 °C, ​6588 °F)
Density near r.t.	amorphous: 1.8–2.1 g/cm3 graphite: 2.267 g/cm3 diamond: 3.515 g/cm3
Triple point	4600 K, ​10,800 kPa
Heat of fusion	graphite: 117 kJ/mol
Molar heat capacity	graphite: 8.517 J/(mol·K) diamond: 6.155 J/(mol·K)
اټومي خواص
Oxidation states	+4, +3, +2, +1, 0, −1, −2, −3, −4 ​(a mildly acidic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 2.55
Ionization energies	1st: 1086.5 kJ/mol 2nd: 2352.6 kJ/mol 3rd: 4620.5 kJ/mol (more)
Covalent radius	sp3: 77 pm sp2: 73 pm sp: 69 pm
Van der Waals radius	170 pm
Miscellanea
Crystal structure	graphite: ​simple hexagonal (black)
Crystal structure	diamond: ​face-centered diamond-cubic (clear)
Speed of sound thin rod	diamond: 18,350 m/s (at 20 °C)
Thermal expansion	diamond: 0.8 µm/(m·K) (at 25 °C)
د تودوخې تېرېدنه	graphite: 119–165 W/(m·K) diamond: 900–2300 W/(m·K)
Electrical resistivity	graphite: 7.837 µΩ·m
Magnetic ordering	diamagnetic
Magnetic susceptibility (χmol)	−5.9·10−6 (graph.) cm3/mol
Young's modulus	diamond: 1050 GPa
Shear modulus	diamond: 478 GPa
Bulk modulus	diamond: 442 GPa
Poisson ratio	diamond: 0.1
Mohs hardness	graphite: 1–2 diamond: 10
CAS Number	7440-44-0
History
Discovery	Egyptians and Sumerians (3750 BCE)
Recognized as an element by	Antoine Lavoisier (1789)
Main isotopes of carbon
آيسو­ټوپ Abun­dance نیم ژوند (t1/2) Decay mode Pro­duct 11C syn 20 min β+ 11B 12C 98.9% stable 13C 1.1% stable 14C trace 5730 y β− 14N
view • talk • edit | references | in Wikidata

کاربن یو کیمیاوي عنصر دی چې د کیمیاوي عناصرو په جدول کې یې سمبول C او اتومي شمېره یې ۶ ده. دا یو غیر فلزي عنصر دی چې د کوولانټ کیمیاوي رابطو د جوړولو لپاره په وروستي مدار کې څلور  ازاد الکترونونه لري. دا عنصر د کیمیاوی عناصرو د جدول په څوارلسم ګروپ پورې اړوند دی. کاربن یوازې د ځمکې ۰.۰۲۵ سلنه قشر جوړوي. په طبیعي ډول درې ایزوتوپونه لري چې 12C او 13C یې پایدار دي او 14C یو رادیونوکلویید دی چې په نیم عمر سره په شاوخوا ۵۷۳۰ کلونو کې تجزیه کېږي او له منځه ځي. کاربن د څو هغو عناصرو له ډلې یو دی چې له لرغونې زمانې راهیسې پېژندل شوی دی.

کاربن د ځمکې په قشر کې پنځلسم او په نړۍ کې تر هایدروجن، هیلیم او اکسیجن وروسته څلورم پرېمانه یا ډېر موندل کېدونکی عنصر دی. دا چې کاربن پرېمانه دی، د عضوي مرکباتو بې‌سارې تنوع لري او د ځمکې په معموله تودوخه کې د پولیمرونو د جوړولو لپاره غیر عادي وړتیا لري، له دې امله د ټولو پېژندل شویو ژوندیو موجوداتو د ګډ یا مشترک عنصر په توګه عمل کوي. دا عنصر د حجم له نظره (۱۸.۵ سلنه شاوخوا) تر اکسیجن وروسته د انسان په بدن کې دویم پرېمانه موجود عنصر دی.

د کاربن اتومونه په بېلابېلو طریقو له یو بل سره یوځای کېدای شي چې په پایله کې یې د کاربن بېلابېل الوټروپونه جوړېږي. په مشهورو الوټروپونو کې ګرافیټ، الماس، امورف کاربن او فولیرینونه شامل دي. د کاربن فزیکي خواص له الوټروپیک شکل سره ډېر توپیر لري. مثلاً ګرافیټ مکدر او تور دی، په داسې حال کې چې الماس ډېر روڼ دی. ګرافیټ دومره نرم دی چې پر کاغذ خط جوړولی شي (له همدې امله یې نوم له یوناني کلمې اخیستل شوی چې معنا یې لیکل دي) په داسې حال کې چې الماس تر ټولو کلکه پېژندل شوې طبیعي ماده ده. ګرافیټ د برېښنا ښه هادي یا لېږدوونکی دی، خو الماس د برېښنا ټيټه هادي ځانګړنه لري. په عادي شرایطو کې الماس، کاربن نانوتیوبونه او ګرافين د ټولو پېژندل شویو موادو تر ټولو لوړ حرارتي هادي یا لېږدوونکي دي. تر عادي شرایطو لاندې د کاربن ټول الوټروپونه جامد دي او ګرافيټ په معیاري تودوخه او فشار کې له ترموډینامیکي پلوه تر ټولو پایدار شکل دی. د کاربن الوټروپونه له کیمیاوي پلوه مقاوم دي او ان له اکسیجن سره د تعامل لپاره لوړې تودوخې ته اړتیا لري.

په غیر عضوي مرکباتو کې د کاربن د اوکسیډېشن تر ټولو عام حالت ۴+ دی، په داسې حال کې چې ۲+ د کاربن مونو اکسایډ په کاربونیل کمپلېکسونو ‎او هادي فلزاتو کې موندل کېږي. د غیر عضوي کاربن تر ټولو سترې سرچینې د چونې ډبرې، ډولومايټ او کاربن ډای اکسایډ دي. خو د پام وړ اندازې یې د ډبرو سکرو په عضوي زېرمو، نارسېدلو ډبرو سکرو، تېلو او د میتان په کلېټراټونو کې موجودې دي. کاربن د نورو عناصرو په پرتله ډېر شمېر مرکبات جوړوي چې تر دې مهاله د تشرېح شویو مرکباتو شمېر یې شاوخوا لس میلیونو ته رسېږي او دا شمېر تر معیاري شرایطو لاندې له تیوریکي پلوه د ممکنه مرکباتو د شمېر یوه برخه ده. له همدې امله کاربن ډېری وخت د «عناصرو پاچا» بلل کېږي.

د کاربن انګلیسي نوم (carbon) د لاتیني ژبې له (carbo) څخه اخیستل شوی چې د ډبرو د سکرو او لرګیو د سکرو معنا لري او په فرانسوي ژبه کې هم د لرګي د سکرو په معنا دی. په جرمني، هالنډي او ډنمارکي ژبو کې د کاربن نوم له (Kohlenstoff)، (koolstof) او (kulstof) څخه اخیستل شوی چې دا ټول د کلمې په اصلي معنا د ډبرو د سکرو مادې ته ویل کېږي.

کاربن په ماقبل‌التاریخ زمانه کې کشف شو او د لومړنیو بشري تمدنونو تر مهال پورې د دود او د لرګیو د سکرو په شکل پېژندل کېده. الماس احتمالاً تر میلاد ۲۵۰۰ کاله وړاندې په چین کې پېژندل شوي وو، په داسې حال کې چې کاربن د رومیانو د دورې په شاوخوا کې د اوسنۍ کیمیا په مرسته د لرګیو د سکرو په بڼه جوړېده چې د هوا د مخنیوي لپاره به په خټو د پوښل شوي هرم په منځ کې لرګي ته حرارت ورکول کېده.

په ۱۷۲۲ کال کې «ريني انټوین فیرشول ډو ریومور» څرګنده کړه چې اوسپنه د هغې مادې د جذب له لارې پر پولادو بدلېږي چې دا مهال یې کاربن بولو. په ۱۷۷۲ کال کې «انټوین لاوازیر» څرګنده کړه چې الماس د کاربن یو شکل دی؛ کله یې چې د لرګیو د سکرو او الماسو نمونې وسوځولې، ویې مونده چې یو هم اوبه نه تولیدوي او دواړه په هر ګرام کې مساوي اندازه کاربن ډای اکسایډ ازادوي. په ۱۷۷۹ کال کې «کارل ویلهلم شیل» د ګرافیټ په اړوند مشاهدات وکړل. ګرافیټ چې د سرپو یو ډول بلل کېده، ده ولیدل چې د لرګیو له سکرو سره ورته‌والی لري خو څه ناڅه اوسپنه هم په کې ګډه ده. په ۱۷۸۶ کال کې فرانسوي ساینس پوهانو «کلوډ لویس برتولت»، «ګاسپارډ مونګ» او «سي. اې. وانډرمونډ» له اکسیجن سره د ګرافیټ د اکسیډایز کولو له لارې تایید کړه چې ګرافیټ تر ډېره پورې کاربن دی. دوی ګرافیټ او اکسیجن په داسې ډول اکسیډایز کړل لکه څرنګه چې «لاوازیر» الماس او اکسیجن سره اکسیډایز کړي وو. فرانسوي ساینس پوهانو په خپله خپرنۍ یا نشریه کې د کاربن لاتیني نوم په ګرافیت کې د یوه داسې عنصر لپاره وړاندیز کړ چې د ګرافیټ د سوځېدو پرمهال د ګاز په شکل ازادېږي. وروسته لاوازیر په ۱۷۸۹ کال کې په خپل درسي کتاب کې کاربن د عنصر په توګه یاد کړ.

د کاربن په نوي الوټروپ «فوليرین» کې چې په ۱۹۸۵ کال کې کشف شو، نانوجوړښت ډوله شکلونه لکه باکي‌بالس او نانوتیوبونه شامل دي. د دغه الوټروپ کشفوونکو «رابرټ کرل»، «هارولډ کروټو» او «ریچارډ سمالي» په ۱۹۹۶ کال کې د کیمیا په برخه کې د نوبل جایزه وګټله. په نویو شکلونو کې بیاځلي لېوالتیا د دې لامل شوه چې د شیشه‌يي کاربن په څېر ناپېژندل شوي الوټروپونه کشف شي، د دې تر څنګ یې د دې موضوع په درک کې مرسته وکړه چې «اموروف کاربن» په بشپړ ډول بې‌شکله نه دی.

کاربن او د کاربن مرکبات په ډېرو بېلابېلو ډولونو کارول کېږي. له اوسپنې سره په یوځای کېدو قلعي جوړولی شي چې تر ټولو عام ډول یې کاربني پولاد دي. ګرافیټ له خټې سره یوځای سرپ جوړوي چې د لیکلو او انځورګرۍ لپاره په کارېدونکو پنسلونو کې کارول کېږي. د دې تر څنګ د ګریسو او رنګ په توګه هم کارول کېږي، د ښیښو په جوړولو کې د قالب‌اخیستنې د موادو په توګه کارېږي، د وچو بېټریو د الکټروډونو او د الیکټروپلېټېنګ او الکتروفارمېنګ لپاره هم کارېږي، د برېښنایي یا الکټریکي موتورونو په بورسونو (د برېښنايي جریان په لېږدوونکو) کې او په اټومي بټیو کې د نیوټرون د کنترولوونکي په توګه کارول کېږي.

د لرګیو سکاره په هنري کارونو، د اوسپنې په ویلې کولو او ډېرو نورو ځایونو کې کارول کېږي. لرګي، د ډبرو سکاره او تېل د انرژۍ او تودوخې د تولید لپاره د سون‌توکو په توګه کارول کېږي. قېمتي الماس په زېوراتو او صنعتي الماس د فلزاتو او ډبرو د برمه کولو، پرې کولو او پالش کولو په ماشین الاتو کې کارول کېږي.

تور کاربن په چاپ کې د تور رنګ په توګه کارول کېږي. تور کاربن په ربړي محصولاتو لکه ټایرونو او پلاستيکي ترکیباتو کې د ډکوونکي په توګه هم کارول کېږي. د لرګیو فعال سکاره د فېلټر په موادو کې د جذبوونکو په توګه په بېلابېلو ځایونو کې کارېږي چې د ګاز په ماسکونو، د اوبو پاکولو په فېلټرونو او د پخلنځي په استخراجي دودکشو، او په طب کې له هاضمې سیستم څخه د مسموموونکو موادو، زهرجنو موادو، یا ګاز د جذبولو لپاره کارېدل یې د بېلګې په توګه یادولی شو. کاربن په لوړو تودوخو کې د کیمیاوي ریډکشن لپاره هم کارول کېږي. کوک پر اوسپنه د اوسپنې د ډبرې په بدلولو (ویلې کولو) کې کارول کېږي.

خالص کاربن د انسان لپاره کم زهري دي او د ګرافیټ یا د لرګیو د سکرو په شکل کې په خوندي ډول کنترولېدای شي. د هاضمې سیستم د تېزابي موادو په ګډون د انحلالیت یا د کیمیاوي برید پر وړاندې مقاوم دي. که د بدن نسجونو ته ننوځي، ښايي تر نامعلوم وخت پورې هلته پاتې شي. تور کاربن احتمالاً د لومړنیو هغو رنگه موادو له ډلې و چې پر بدن د خالونو وهلو یا ټټو لپاره وکارول شو. د «اوتسي» نومي کس پر یخ وهلي جسد کاربني خالونه وو چې د ژوند پر مهال او تر مړینې ۵۲۰۰ کاله وروسته هم پرې پاتې وو. که د ډبرو سکرو (تور کاربن) ډېر دود تنفس کړل شي، ښايي ډېر خطرناک وي، د سږو نسجونو ته زیان رسوي او سږو ته د اکسیجن د نه رسېدو ناروغۍ او د ډبرو سکرو په کارکوونکو کې د سږو د پنوموکونیوز ناروغۍ (د سږو تورېدلو) لامل کېږي. د الماسو ګرد چې د سولوونکي په توګه کارول کېږي. که تنفس شي ښايي زیان رسوونکی وي. د کاربن کوچني ذرات چې د ډيزلي انجنونو په دود کې تولیدېږي، په سږو کې راټولېدای شي. په دغو بېلګو کې ښايي د زیان لامل د کاربن پر ځای ککړوونکي (لکه عضوي کیمیاوي مواد او درانده فلزات) وي.

په ټولیز ډول کاربن د ځمکې پر مخ د ژوندیو موجوداتو لپاره لږ زهري دی، خو کوچني ذرات يې د «ډروزوفیلا» کوچنیو الوتونکو د وژلو لامل کېږي.

کاربن ښايي د هوا په موجودیت کې په لوړې تودوخې سره په شدت او روښانه ډول وسوځېږي. د ډبرو د سکرو لویې زېرمې چې د سلګونو میلیونو کلونو په اوږدو کې د اکسیجن په نشتوالي کې بې اغېزې پاتې دي، ښايي د ډبرو سکرو د کانونو په پاتې شونو، د کارګو بېړیو په لېږد ځایونو او د ډبرو سکرو په ساتن‌ځایونو کې وسوځېږي.